机械设计第12章齿轮传动2

2020/2/7机械设计1第12章齿轮传动12.4齿轮的强度计算12.4.0接触强度12.4.1直齿圆柱齿轮的强度计算12.4.2斜齿圆柱齿轮的强度计算12.4.3锥齿齿轮的计算12.1齿轮传动的失效形式和设计准则12.2齿轮材料12.3齿轮轮齿受力2020/2/7机械设计2第12章齿轮传动12.5齿轮传动设计12.5.1齿轮传动的参数选择12.5.2齿轮传动的设计步骤2020/2/7机械设计312.4.0接触强度Fn]11[)11(22212121EEbFnH222121111EEE设：21111bEFbEFnnH56.0赫兹公式2020/2/7机械设计412.4.1直齿圆柱齿轮的强度计算一、齿面接触疲劳强度计算二、齿根弯曲疲劳强度计算三、齿轮传动强度计算说明2020/2/7机械设计512.4.1直齿圆柱齿轮的强度计算一、齿面接触疲劳强度计算][HH1、满足接触疲劳强度的条件：2020/2/7机械设计612.4.1直齿圆柱齿轮的强度计算2、齿面接触疲劳强度计算bEFnH根据赫兹公式综合弹性模量sin2iidsin)1(1sin21sin2sin2sin212121121auuuudddddd）（）（由书P195图12-15，节点处的综合曲率半径为综合曲率半径12,,11212uaduddzzu若大小齿轮的齿数比2020/2/7机械设计712.4.1直齿圆柱齿轮的强度计算2、齿面接触疲劳强度计算buauKTbEFnH231)1(335一对钢齿轮E1=E2=2.06X105MPa,1=2=0.33、接触疲劳许用应力][HHHHSlim][齿轮的接触疲劳强度，P196图12-16齿面接触疲劳安全系数，P195表12-32020/2/7机械设计84、接触疲劳强度公式校核公式设计公式][)1(335231HHbuauKT引入齿宽系数aba则312)][335()1(uKTuaaH285：钢对铸铁齿轮250：一对铸铁齿轮2020/2/7机械设计9二、齿根弯曲疲劳强度计算1、计算依据][FF满足弯曲疲劳强度的条件2020/2/7机械设计1012.4.1直齿圆柱齿轮的强度计算2、齿根弯曲疲劳应力计算建立力学模型：假设全部载荷作用于齿顶；不计齿根的压应力；用30°切线法确定危险截面26cosFFFnFSbhKFWM危险截面处的弯曲应力bmYKFmSmhbmKFFtFFFtFcos)(cos)(62因为costnFFYF齿形系数，P198图12-192020/2/7机械设计1112.4.1直齿圆柱齿轮的强度计算2、齿根弯曲疲劳应力计算危险截面处的弯曲应力1212zbmYYKTSFF考虑齿根应力集中，且111122mzTdTFt应力修正系数，P199图12-20bmYKFFtF2020/2/7机械设计123、弯曲疲劳许用应力][FFFFSlim][齿轮的弯曲疲劳极限，P200图12-21弯曲疲劳安全系数，表12-3对称循环许用弯曲应力取70%2020/2/7机械设计134、齿根弯曲疲劳强度计算得到令aba3211][)1(4FSFaYYzuKTmMPazbmYYKTFSFF][2121校核公式设计公式2020/2/7机械设计14直齿圆柱齿轮的强度计算总结：按齿面接触疲劳强度齿根弯曲疲劳应力计算3211][)1(4FSFaYYzuKTm设计公式设计公式312)][335()1(uKTuaaH2020/2/7机械设计163.两轮接触强度比较较小者更危险配对齿轮：H][HtHEHuubdKFZZ][11较小者强度低（弱）HH][三、齿轮传动强度计算说明2020/2/7机械设计17对开式齿轮：只按弯曲疲劳强度设计，然后将模数放大10％～15％，对软齿面齿轮：按接触疲劳强度设计，按弯曲疲劳强度校核，对硬齿面齿轮：按弯曲疲劳强度设计，按接触疲劳强度校核。4、注意2020/2/7机械设计18主动被动主动被动分析中间齿轮接触应力和弯曲应力的特点？2020/2/7机械设计1912.4.2斜齿圆柱齿轮的强度计算强度计算的模型：斜齿轮法面上的当量直齿轮当量齿数当量齿宽为3coszzvcos/b当量直齿轮2020/2/7机械设计201、齿面接触疲劳强度公式校核公式设计公式][)1(305231HHbuauKT312)][305()1(uKTuaaH钢制齿轮12.4.2斜齿圆柱齿轮的强度计算2020/2/7机械设计212、齿根弯曲疲劳强度计算3211][)1(cos2.3FSFaYYzuKTmMPazbmYYKTFnSFF][cos6.1121校核公式设计公式法向模数12.4.2斜齿圆柱齿轮的强度计算2020/2/7机械设计2212.4.3锥齿齿轮的计算强度计算的模型：简化为锥齿轮齿宽中点的当量直齿圆柱齿轮的强度计算当量齿数齿宽为coszzvb当量直齿轮2020/2/7机械设计231、齿面接触疲劳强度公式校核公式设计公式][)1(5.0335132HHubKTubR3122)])[5.01(335(1uKTuRRHR钢制齿轮12.4.3锥齿齿轮的计算齿宽系数3.0~25.0,RRRb常用2020/2/7机械设计242、齿根弯曲疲劳强度计算32121][1)5.01(4FSFRRmYYzuKTmMPazbmYYKTFmSFF][2121校核公式设计公式大端模数12.4.3锥齿圆柱齿轮的计算2020/2/7机械设计2512.5.1齿轮传动设计参数的选择弯曲强度接触强度压力角齿厚曲率半径z1重叠系数大，传动平稳；模数小，齿高减小，降低VS，抗磨损和胶合能力强；减少加工量；但抗弯强度差。开式传动：z1=17～20；闭式传动：z1=20～401.压力角a2.小轮齿数z1（d不变，即中心距a为定值）2020/2/7机械设计26齿愈宽，承载能力强，但载荷分布不均12.5.1齿轮传动设计参数的选择3.齿宽、齿宽系数小齿轮的齿宽mmbb)5~3(21大齿轮的齿宽2020/2/7机械设计2712.5.1齿轮传动设计参数的选择4.螺旋角azzmn2)(arccos21一般=8--2502020/2/7机械设计2812.5.2齿轮传动的设计步骤明确设计要求由失效形式，定设计准则选材料定齿轮参数定齿轮结构定齿轮的润滑等P207例题